[發明專利]光纖金屬涂層涂覆裝置與光纖金屬涂層涂覆方法

在審

• 申請號: 201811453496.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109482421A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 賀紅磊;高聰;楊寧;竇云巍;劉念;李好;代江云;張立華;康彬;林傲祥;王建軍;景峰
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心;中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: B05C3/12
• 分類號: B05C3/12;B05C3/00;B05C11/11;B05C13/02;B05D7/24
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發明公開了一種光纖金屬涂層涂覆裝置與光纖金屬涂層涂覆方法。本發明的光纖金屬涂層涂覆裝置包括：用于容置金屬材料的坩堝以及用于對所述坩堝內的金屬材料的溫度進行控制的溫控系統；所述坩堝包括坩堝本體、坩堝蓋、與所述坩堝本體配合使用的第一螺釘以及與所述坩堝蓋配合使用的第二螺釘。本發明的光纖金屬涂層涂覆裝置的原料利用率高，裸光纖進入液態金屬材料時的溫度能夠得到精確控制，穿絲簡單方便，成功率高，液態金屬材料不會從坩堝的上部溢出，裸光纖表面形成的金屬涂覆層的厚度均勻。

技術領域

本發明涉及光纖涂覆技術領域，具體而言，涉及一種光纖金屬涂層涂覆裝置與光纖金屬涂層涂覆方法。

背景技術

隨著石英玻璃光纖越來越廣泛的應用，光纖的機械穩定性及環境適應性成為光纖應用中的一個重要問題。涂層是光纖的重要組成部分，直接影響著光纖的機械性能和抗外部環境能力。目前廣泛采用紫外(UV)固化聚合物對光纖進行保護，其優點是涂覆工藝簡單、涂覆速度快、微彎損耗低。然而，聚合物涂層材料具有可滲透性，不能完全阻止光纖與水分接觸，光纖接觸水分后會導致光纖表面裂紋的緩慢增長，從而影響光纖的機械穩定性。另外，常用的聚合物涂層的正常工作溫度小于150℃，若大于限定溫度將發生熱老化和熱氧老化，降低涂層對光纖的保護作用。

金屬涂層光纖由于涂層的高密封性、高熱導率及其化學和熱穩定性，能有效隔絕水分和光纖接觸，并且在400℃高溫時仍能正常工作。此外金屬涂層光纖在核工業抗輻射、高溫警報系統(火災等)、光纖溫度傳感器、耐氫高溫系統、空間環境等應用場景中具有不可替代的作用。光纖表面的金屬涂層可以用如下幾種方法進行制備：濺射法、氣相沉積法和冷凝法。濺射法得到的金屬涂層密封性差且光纖強度低。沉積法產量低，沉積的光纖短，因此實用性都不強。目前采用較多的是冷凝法，即將冷卻后的光纖通過有限厚度的熔融液態金屬材料，光纖的溫度低于金屬熔點時，液態金屬接觸到光纖后將冷卻成固態金屬并以涂層的形式凍結在光纖表面。需要注意的是，光纖和熔融液態金屬材料接觸的時間不能超過光纖加熱到金屬熔點的時間，否則冷凝的金屬涂層將再次融化。實現金屬涂覆的核心為冷凝涂覆裝置，然而，現有的冷凝涂覆裝置存在原料利用率低、光纖進入液態金屬時溫度不能精確控制、穿絲困難、液態金屬易溢出等問題。

發明內容

本發明的目的首先在于提出一種光纖金屬涂層涂覆裝置，原料利用率高，裸光纖進入液態金屬材料時的溫度能夠得到精確控制，穿絲簡單方便，成功率高，液態金屬材料不會從坩堝的上部溢出，裸光纖表面形成的金屬涂覆層的厚度均勻。

本發明的目的還在于提出一種光纖金屬涂層涂覆方法，原料利用率高，裸光纖進入液態金屬材料時的溫度能夠得到精確控制，穿絲簡單方便，成功率高，液態金屬材料不會從坩堝的上部溢出，裸光纖表面形成的金屬涂覆層的厚度均勻。

為實現以上目的，本發明提供一種光纖金屬涂層涂覆裝置，包括：用于容置金屬材料的坩堝以及用于對所述坩堝內的金屬材料的溫度進行控制的溫控系統；

所述坩堝包括坩堝本體、坩堝蓋、與所述坩堝本體配合使用的第一螺釘以及與所述坩堝蓋配合使用的第二螺釘；

所述坩堝本體包括第一底板以及與所述第一底板相連的第一側板；所述坩堝蓋包括U形筒體以及與所述U形筒體的頂部外邊緣連接的環形蓋板，所述U形筒體包括第二底板以及與所述第二底板相連的第二側板，所述第二側板遠離所述所述第二底板的一端與所述環形蓋板相連；

所述坩堝蓋與所述坩堝本體配合使用時所述環形蓋板與所述第一側板的頂端抵接，所述第二底板與所述第一底板之間的距離小于所述環形蓋板與所述第一底板之間的距離；

所述第一底板上設有第一螺紋孔，所述第一螺釘可旋擰于所述第一螺紋孔中；所述第二底板上設有第二螺紋孔，所述第二螺釘可旋擰于所述第二螺紋孔中；

所述第一螺釘內設有允許裸光纖穿過的第一通孔，所述第二螺釘內設有允許裸光纖穿過的第二通孔。